JST (Okimura Noriki 회장)와 바카라 커뮤니티 (이하 AIST라고 불리는 Yoshikawa Hiroyuki 회장)는 열로 인해 전자 궤도 줄무늬의 방향을 변화시키는 산화물 결정을 만드는 데 성공했습니다
이 연구에서 망간 산화물 PRSR은 층 구조를 가지고 있습니다0.2CA1.8Mn2O7(PR : Praseodymium)가 합성되고 원자 배열 및편광 특성High Energy Accelerator Research Institute Photon Factory 및 AIST에서 자세히 조사되었습니다 결과적으로,이 물질에서 망간 이온의 길쭉한 전자 밀도 분포 (궤도)는 97 ° C 미만의 조건 하에서 바카라 필승법로 향하는 바카라 필승법를 형성하는 것으로 밝혀졌다 또한, 우리는 궤도 스트라이프 방향이 27 ° C에서 90도 회전한다는 것을 발견했습니다 이것은 편광에 노출 될 때의 반사율이 극적으로 변하는 현상이 동반됩니다
이 전에 JST는 결정에 궤도 바카라 필승법가 형성 될 때, 반사 특성은 편광 평면이 궤도 바카라 필승법의 방향과 평행 할 때와 편광 평면이 궤도 바카라 필승법의 방향과 평행 할 때 사이에 크게 다르다고 발표했다물리 검토 편지에 발표되었습니다 이것은 막대와 같은 분자에 의해 지향적입니다LCD분자의 편광 방향과 평면이 병렬 및 수직 사례에서 매우 상이한 굴절률을 갖는 것과 유사한 현상이다 따라서, 우리는 재료 개발 연구를 수행하여 궤도 바카라 필승법의 방향을 일종의 외부 운영에 의해 제어 할 수 있다면 재료 개발 연구를 수행 할 수 있으므로 광학 장치에 적용 할 수 있다고 생각합니다
이것은이 연구에서 궤도 바카라 필승법 방향의 온도 제어가 세계에서 처음으로 처음입니다 궤도 바카라 필승법가 실온 주위로 회전함에 따라,이 발견은 전자 궤도가 배열되는 방식에 의해 매개되는 전자 장치에 대한 새로운 경로를 열어질 것으로 예상된다
이 연구 결과는 JST Creative Science and Technology Promotion Project (ERATO) Tokura Spin Superstructure Project (Tokura Yoshinori, Tokura Yoshinori 교수, Tokura Yoshinori 교수)의 AIST의 강력한 상관 관계 전자 기술 연구 센터 및 도쿄 대학의 공학부의 공동 연구를 통해 얻었습니다자연 재료(Nature Materials)의 온라인 버전에 게시되며 2006 년 12 월 1 일 (영국 시간)에 잡지에 게시 될 예정입니다
액정의 대부분은 막대 모양의 분자로 배향됩니다 굴절률은이 막대 모양의 분자에서 평행 및 수직 분극 사이에서 다릅니다 액정에서로드-유사 분자의 방향은 전기장에 의해 변화 될 수 있으며, 이는 액정의 편광 특성을 제어하는데 사용될 수있다 LCD 디스플레이는이 속성을 사용합니다
한편, 망간 이온은 종종 산화물 결정에서 길쭉한 전자 밀도 분포 (궤도)를 갖는다 전자의 농도를 적절하게 조정하면이 궤도가 지향 될 수 있습니다 같은 방향을 향한 궤적의 줄 지어 방향을 "궤적 스트라이프"방향이라고합니다 (그림 1) 최근의 연구에 따르면 광 반사의 분극 특성은 궤도 바카라 필승법의 방향과 이것에 수직 인 방향 사이에서 크게 다릅니다 다시 말해, 액정에서로드-유사 분자와 유사한 분극 특성을 나타낸다 이러한 이유로, 궤도 바카라 필승법의 방향이 회전 될 수 있다면 편광 특성을 액정처럼 제어 할 수 있기를 희망했다
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그림 1 궤도 바카라 필승법의 개략도
여기, 결정의 MN3+이것은 이온의 전자 밀도가 길고 넓은 방법을 개략적으로 보여 주며 규칙적인 방식으로 배열됩니다 |
이 연구에서, 층 페 로브 스카이 트 (perovskite)라는 결정 구조를 갖는 망간 산화물의 단결정이 생성되었고, 전자 분포 및 광 반사의 편광 특성과 같은 온도 변화를 자세히 조사했다 결과적으로, 우리는 궤도 스트라이프의 방향이 실온에서 90도 회전한다는 것을 발견했습니다 또한, 궤도 바카라 필승법의 방향은 회전하고, 광 반사의 분극 특성은 액정의 방향과 유사하다aAxis andB스위치가 축 방향에 있음이 밝혀졌습니다
이 연구에서 얻은 결과는 다음과 같습니다
(1)0.2CA1.8Mn2O7준비되었다 (도 2, 그림 3)
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그림 2 PRSR0.2CA1.8Mn2O7크리스탈 구조
두 개의 mno와 함께 이중 레이어 페 로브 스카이 트 타입이라고하는 구조2PR, SR, CA 및 O에 의해 형성된 이중 층이 형성된 이중 층이 대안 적으로 적층되는 구조를 갖는다 |
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| 그림 3이 연구에서 생성 된 PRSR0.2CA1.8Mn2O7단결정 샘플 |
(2) 전기 저항과 같은이 물질의 특성에 대한 자세한 검사 후 MNO는 97 ° C 미만인 것으로 밝혀졌습니다2궤도 바카라 필승법 (그림 1)는 이중층 내에 형성되는 것으로 밝혀졌습니다
(3) 광 반사의 편광 특성을 조사한 후, 우리는 궤도 바카라 필승법가 형성 될 때 액정과 유사한 편광 특성을 갖는 것을 발견했다 이 편광 특성은 약 27 ° C에서 90도 회전합니다aAxis andB스위치가 축 방향에 있음이 밝혀졌습니다 (그림 4)
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그림 4 : 편광 현미경으로 캡처 한 빛 반사의 편광 특성 반전
150 ° C에서 궤도 바카라 필승법가 아직 형성되지 않은 곳에서 빛의 반사는 거의 분극 방향에 있습니다 67 ℃에서, 궤도 바카라 필승법는 결정에 형성되므로, 편광 특성은 궤도 바카라 필승법의 방향과 이것에 수직 인 방향 사이에서 크게 다릅니다 빛과 어둠의 대비가 큰 차이가있는 영역은 원래 다른 지역에 비해 결정화됩니다aAxis andB축 방향이 서로 바뀌고 쌍둥이라고 불리는 지역입니다 온도가 낮아지면, 빛과 어두운 것의 대비는 약 27 ° C에서 역전 될 수 있습니다 이것은 빛 반사의 편광 특성 때문입니다aAxis andB항목이 축 방향으로 바뀌 었음을 보여줍니다 |
(4) Photon Factory, High Energy Accelerator Research Institute의 Beamline 1a,Synchrotron 방사선 X-ray를 사용하여 검사되었습니다 결과적으로, 궤도 바카라 필승법의 방향은 약 27 ℃에서 고온에있다a축 방향 저온B축 방향으로 90도 회전하는 것으로 확인되었습니다 (그림 5)
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그림 5 궤도 바카라 필승법의 회전 현상의 개략도
온도가 바뀌면 궤도 스트라이프의 방향은 약 27 ° C 약 90도 회전합니다 |
(5) 또한 궤도 바카라 필승법가 회전함에 따라 빛이두 번째 고조파발생이없는 상태에서 발생으로 변경되었습니다 (그림 6)
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그림 6 두 번째 조화 생성 강도의 온도 변화
이것은 궤도 바카라 필승법의 회전 현상이 관찰되는 약 27 ° C의 온도에서 두 번째 고조파가 발생 함을 보여줍니다 |
이 연구에 따르면, 궤도 바카라 필승법의 회전 현상은 실온에서 온도 변화의 병력이 있습니다 이것은 실내 온도 근처의 온도 범위가 궤도 바카라 필승법가 어떤 방향으로 향하든 안정적으로 유지할 수 있음을 시사합니다 또한,이 온도 범위 (약 27-42 ° C)에서 궤도 바카라 필승법의 방향은 빛 또는 전기장에 의해 전환 될 수 있습니다 또한, 우리는 궤도 바카라 필승법와 현재 방향 사이의 관계에 따라 전기 저항이 변화한다는 것을 확인했다 이 발견은 결정에서 전자의 궤도의 정렬에 의해 매개되는 광전자를위한 새로운 경로를 열어 줄 것으로 기대된다
앞으로, 우리는 궤도 바카라 필승법가 회전하는 이유를 명확히하고 빛이나 전기장을 사용하여 궤도 바카라 필승법의 방향을 제어하는 것을 목표로합니다